[發明專利]MPPT太陽能充電和恒流控制器

無效

• 申請號: 201410444223.7
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104300598A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 魏學業;邢琦
• 申請（專利權）人: 北京交通大學長三角研究院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種MPPT太陽能充電和恒流控制器，由太陽能電池板(PV)、蓄電池（B）、充電電路（10）、恒流控制電路（20）、電壓采集電路、驅動電路(U1)、驅動電路(U2)和微控制器(U3)組成；在充電階段，電壓采樣電路采集太陽能電池板的輸出電壓信息，并由微控制器(U3)中的MPPT算法跟蹤太陽能電池板(PV)的最大功率輸出點，微控制器(U3)采集充電電流感應電阻（R4）中的信號并根據該信號的變化實時的改變輸出占空比，通過驅動電路(U1)改變充電電路(10)中MOSFET的開通時間；在放電階段，蓄電池(B)通過恒流控制電路(20)向負載進行放電，微控制器(U3)采集放電電流感應電阻(R5)上的信號并根據該信號的變化改變輸出占空比，驅動電路(U2)改變恒流控制電路(20)中MOSFET的開通時間。

2.如權利要求1所述的充電電路（10）由BUCK電路1、充電電流感應電阻（R4）組成，其中，BUCK電路1由MOSFET開關管(Q1)、(Q2)和電感(L1)組成，MOSFET開關管(Q1)與電感(L1)組成充電裝置，MOSFET開關管(Q2)作為泄放電路，充電電流感應電阻(R4)用于實時檢測充電過程的電流變化；MOSFET開關管(Q1)的漏極與太陽能電池板(PV)的P+連接，源極與電感(L1)的一端連接，電感(L1)的另一端與蓄電池(B)的正極連接，MOSFET開關管(Q2)的漏極與MOSFET開關管(Q1)的源極連接，源極與太陽能電池板(PV)的P-連接，充電電流感應電阻(R4)的一端與蓄電池(B)的負極相連，另一端與地相連；當MOSFET開關管(Q1)開通時，太陽能電池板(PV)通過MOSFET開關管(Q1)、電感(L1)向蓄電池(B)充電，充電電流感應電阻(R4)檢測充電電流的大小，并將信息傳送給微控制器(U3)，由微控制器(U3)控制MOSFET開關管(Q1)的開通時間；當充電完成時，MOSFET開關管(Q1)關斷，MOSFET開關管(Q2)打開。

3.如權利要求1所述的恒流控制電路（20）由BUCK電路2、放電電流感應電阻（R5）組成，其中，BUCK電路2由MOSFET開關管（Q3）、（Q4）和電感（L2）組成，MOSFET開關管（Q3）與電感（L2）組成充電電路，MOSFET開關管（Q4）作為泄放電路，放電電流感應電阻（R5）用于實時檢測放電過程的電流變化；MOSFET開關管（Q3）的漏極與蓄電池(B)的正極連接，源極與電感（L2）的一端連接，電感（L2）的另一端為恒流源的輸出正端，MOSFET開關管（Q4）的漏極與MOSFET開關管（Q3）的源極連接，源極與地連接，放電電流感應電阻（R5）一端與負載LED的陰極連接，另一端與地連接；當MOSFET開關管（Q3）開通時，蓄電池(B)通過MOSFET開關管（Q3）、電感（L2）向負載放電，放電電流感應電阻（R5）實時檢測放電電流的大小，并將信息傳送給微控制器(U3)，由微控制器(U3)控制MOSFET開關管（Q3）的導通時間；當放電完成時，MOSFET開關管（Q3）關斷，MOSFET開關管（Q4）打開。

4.如權利要求1所述的驅動電路（U1）、驅動電路（U2）分別為兩個LM25101C芯片，微控制器（U3）為MSP430F5132IDA芯片，以上三個芯片連接起來組成了本發明的控制部分；驅動電路（U1）的HO端連接MOSFET開關管（Q1）的柵極，LO端連接MOSFET開關管（Q2）的柵極，HI端與微控制器（U3）的P1.7端口相連，LI端與微控制器（U3）的P2.0端口相連；驅動電路（U2）的HO端連接MOSFET開關管（Q3）的柵極，LO端連接MOSFET開關管（Q4）的柵極，HI端與微控制器（U3）的P2.1端口相連，LI端與為控制器（U3）的P2.2端口相連；另外，微控制器（U3）的P1.0端口與電壓采集電路的輸出相連，P1.1端口與充電電流感應電阻（R4）的一端相連，P1.4端口與放電電流感應電阻（R5）的一端相連。